열전지용 리튬음극의 전기화학적 특성

임채남; 윤현기; 안태영; 여재성; 하상현; 유혜련; 백승수; 조장현

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자료유형: 학술저널

저자정보: 임채남 (국방과학연구소 제4기술연구본부 4부) 윤현기 (국방과학연구소 제4기술연구본부 4부) 안태영 (국방과학연구소 제4기술연구본부 4부) 여재성 (국방과학연구소 제4기술연구본부 4부) 하상현 (국방과학연구소 제4기술연구본부 4부) 유혜련 (국방과학연구소 제4기술연구본부 4부) 백승수 (국방과학연구소 제4기술연구본부 4부) 조장현 (국방과학연구소 제4기술연구본부 4부)

저널정보: 한국공업화학회 공업화학 공업화학 제29권 제6호

발행연도: 2018.1

수록면: 696 - 702 (7page)

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최근 열전지는 우주 및 국방분야에서 활용하기 위하여 고출력 및 고에너지 밀도의 새로운 전극재료가 요구되는 실정이다. 본 논문에서는 성형성과 용량의 한계를 가지는 펠릿 타입의 리튬-실리콘 합금(Li(Si)) 음극을 대체하기 위하여 고밀도를 가지는 리튬음극을 제조하고, 단위전지 및 열전지의 전기화학적 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 리튬음극은 $500^{\circ}C$에서 안정적인 작동을 위하여 철 분말을 바인더로 사용하였고 리튬 중량별(17, 15, 13 wt%) 단위전지 성능평가를 통해 리튬 13 wt%에서 안정적인 성능을 확인하였다. 또한 리튬음극을 사용한 단위전지의 개회로전압이 2.06 V로 Li(Si) 음극 개회로전압 1.93 V에 비해 약 0.1 V 이상 높게 나타났고, first phase에서 리튬음극의 비용량은 $1,632As{\cdot}g^{-1}$로 Li(Si) 음극의 비용량 $1,181As{\cdot}g^{-1}$에 비해 약 1.4배 정도 성능이 향상됨을 확인하였다. 리튬음극을 적용한 열전지를 상온 및 고온 성능시험 결과를 통하여 Li(Si) 음극 열전지에 비해 전압 및 작동시간 등이 탁월하며, 출력특성 및 에너지밀도가 획기적으로 향상됨을 확인하였다.

#thermal battery #electrochemical properties #Li anode #Li #Si) anode

참고문헌 (18)

참고문헌 신청

R. A. Guidotti / 2006 / Thermally activated (“thermal”) battery technology. Part 1: An overview / J. Power Sources 161:1443~1449

최유송 / 2014 / Effect of the addition of carbon black and carbon nanotube to FeS2 cathode on the electrochemical performance of thermal battery / Journal of Industrial and Engineering Chemistry 20(5):3584~3589

최유송 / 2014 / 열전지의 전기화학적 특성에 미치는 황철석(FeS₂) 입자크기의 영향 / 공업화학 25(2):161~166

D. E. Reisner / 1999 / Thermal-sprayed thin film cathodes for thermal battery / J. New Mater. Electrochem. Syst. 2:279~282

A. G. Gevorkyan / 2016 / Recent advances in thin film based thermal batteries / 47th Power Sources Conference :390~392

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